Силицен

Силицен — двумерное аллотропное соединение кремния, подобное графену.

История

Хотя теоретики рассуждали^[1][2][3] о существовании и возможных свойствах силицена, он не был обнаружен. В 2010 исследователи в первый раз наблюдали структуры кремния, похожие на силицен.^{[4] [5] [6]} Используя сканирующий туннельный микроскоп, они изучили с атомарным разрешением само-собранные силиценовые наноленты и силиценовые листы, помещённые в серебряный кристалл.

Структура типичного силиценового кластера.

Вычисления согласно теории функционала плотности показали, что атомы кремния образуют сотовые конструкции на серебре с небольшими искривлениями, которые делают графеноподобные конфигурации более вероятными.

Недавно силицен был выращен на подложке из диборида циркония ZrB₂.^[7]

В дополнение к его потенциальной совместимости с существующей полупроводниковой техникой, силицен имеет преимущество малой окисляемости кислородом.^[8]

Последующие расчёты по теории функционала плотности показали, что силиценовые плёнки являются отличными материалами для изготовления полевых транзисторов. Интересно, что структура силицена не вполне плоская, с искажениями в кольцах. Это приводит к упорядоченным искажениям на поверхности.^[9]

Примечания

1. ↑ Kyozaburo Takeda and Kenji Shiraishi (1994). «Theoretical possibility of stage corrugation in Si and Ge analogs of graphite». Physical Review B 50. DOI:10.1103/PhysRevB.50.14916.
2. ↑ G. G. Guzman-Verri and L. C. Lew Yan Voon (2007). «Electronic structure of silicon-based nanostructures». Physical Review B 76. DOI:10.1103/PhysRevB.76.075131.
3. ↑ Cahangirov, Topsakal, Akturk, Sahin and Ciraci (2009). «Two- and One-Dimensional Honeycomb Structures of Silicon and Germanium». Physical Review Letters 102. DOI:10.1103/PhysRevLett.102.236804.
4. ↑ B. Aufray, A. Kara, S. Vizzini, H. Oughaddou, C. Léandri, B. Ealet and G. Le Lay (2010). «Graphene-like silicon nanoribbons on Ag(110): A possible formation of silicene». Applied Physics Letters 96.
5. ↑ Research highlight (2010). «Silicene: Flatter silicon». Nature Nanotechnology 5. DOI:10.1038/nnano.2010.124.
6. ↑ B. Lalmi, H. Oughaddou, H. Enriquez, A. Kara, S. Vizzini, B. Ealet and B. Aufray (2010). «Epitaxial growth of a silicene sheet». Applied Physics Letters 97.
7. ↑ A. Fleurence, R. Friedlein, Y. Wang and Y. Yamada-Takamura. «Experimental evidence for silicene on ZrB₂(0001)». Symposium on Surface and Nano Science 2011 (SSNS'11)，Shizukuishi, Japan，2011.01.21.
8. ↑ P. De Padova, C. Léandri, S. Vizzini, C. Quaresima, P. Perfetti, B. Olivieri, H. Oughaddou, B. Aufray and G. Le Lay (2008). «Burning Match Oxidation Process of Silicon Nanowires Screened at the Atomic Scale». NanoLetters 8.
9. ↑ Deepthi Jose, Ayan Datta (2011). «Structures and Electronic Properties of Silicene clusters: A promising material for FET and hydrogen storage». Phys. Chem. Chem. Phys. 13.

Ссылки

• S. Lebegue et al (2009). «Electronic structures of two-dimensional crystals from ab initio theory». Physical Review B 79.
• M. De Crescenzi et al. (2005). «Experimental imaging of silicon nanotubes». Applied Physics Letters 86.
• A. Kara, C. Léandri, M. E. Dávila, P. De Padova, B. Ealet, H. Oughaddou, B. Aufray and G. Le Lay (2009). «Physics of Silicene Stripes». J. Supercond. Novel Magn. 22.
• A. Kara, S. Vizzini, C. Leandri, B. Ealet, H. Oughaddou , B. Aufray and G. LeLay (2010). «Silicon nano-ribbons on Ag(110): a computational investigation». Journal of Physics: Condensed Matter 22.
• P. De Padova, C. Quaresima, C. Ottaviani, P. M. Sheverdyaeva, P. Moras, C. Carbone, D. Topwal, B. Olivieri, A. Kara, H. Oughaddou, B. Aufray and G. Le Lay (2010). «Evidence of graphene-like electronic signature in silicene nanoribbons». Applied Physics Letters 96. DOI:10.1063/1.3459143.
• Y.L. Song, Y. Zhang, J.M. Zhang, D.B. Lu and K.W. Xu (2010). «Can silicon behave like graphene? A first-principles study». Applied Physics Letters 97. DOI:10.1038/4591037e.